精選百科
本文由作者推薦
融合蛋白
基本信息
| 中文名 | 融合蛋白 |
| 外文名 | fusion protein |
| 常見種類 | 免疫球蛋白（Ig）融合蛋白 |
| 連接方式 | 化學方法和基因融合 |
內容簡介
技術特點
技術內容
基于重復結構的融合蛋白大多為短肽，不具有復雜的空間結構，因此只需簡單的多肽合成過程即可獲得目標蛋白。由單個氨基酸合成多肽主要通過兩個氨基酸之間脫水形成肽鍵來實現，主要包括以下基本步驟:：首先對兩性離子結構的氨基酸進行相應的氨基或羧基保護，其次將羧基活化為活性中間體，待耦合過程結束后，對肽鏈上氨基酸的保護基團選擇相應的方式進行選擇性的脫除或者是全脫除。目前常用的多肽合成方法為液相合成和固相合成兩種。液相合成法是將所需的氨基酸配制成溶液，并對其中一個氨基酸的氨基、其余氨基酸的羧基和不參與反應的側鏈基團進行化學基團保護，只活化參加反應的氨基酸的羧基，待耦合反應完成后再將沒有參加反應的原料、活化劑等分離除去，得到純化多肽產物。這種方法雖然操作繁瑣，卻具有目標產物純度高的優(yōu)勢。而固相合成法，則是將多肽序列C端的第1個氨基酸的羧基通過酯化反應固定于不溶性的樹脂上，進而以此氨基酸作為氨基組分，脫除其氨基保護基團并同過量的活化后的羧基組分耦合形成肽鍵，重復脫保護、縮合、洗滌過程持續(xù)合成，獲得所需的肽鏈。合成完成后，再試用三氟乙酸將產物從樹脂上切割下來，同時脫除所有保護基團，純化回收獲得所需多肽。
相對來說，具有一定空間結構且序列復雜的其他兩種融合蛋白的合成過程則復雜得多。精確構建所需DNA模版是保證融合蛋白多樣性及穩(wěn)定性的基礎。在獲得目標DNA序列后，將其連接進入特定的載體之中，以獲得充足融合蛋白質粒。由于遺傳基因的簡并性，同一種融合蛋白可對應著多種DNA序列，但序列合成蛋白效率卻與擴增時選取的宿主種類有關(大腸桿菌、酵母菌及真核細胞等)。例如，“AAG及AGA”片段如果出現在需要使用大腸桿菌表達體系的質粒中便會大大影響蛋白產率。重組質粒中密碼子的優(yōu)化還有許多影響因素，密碼子偏倚、tRNA可用性、mRNA穩(wěn)定性和mRNA結構都在基因表達中起重要作用，而且選擇DNA片段時也應盡量避免在重組基因載體中存在高度重復的部分以避免發(fā)生錯配，影響mRNA轉錄。
1.進行目的基因的克?。焊鶕蛐蛄谢パa原則，設計合適的引物序列，以cDNA為模板，利用PCR技術擴增不同的目的DNA片段。
4.融合基因的誘導表達及表達蛋白的純化。
操作要點
在構建融合蛋白中，一個關鍵的問題是兩蛋白間的接頭序列(Linker)，即連接肽。它的長度對蛋白質的折疊和穩(wěn)定性非常重要。如果接頭序列太短，可能影響兩蛋白高級結構的折疊，從而相互干擾；如果接頭序列太長，又涉及免疫原性的問題，因為接頭序列本身就是新的抗原。
一般來說，3-5個氨基酸的Linker可滿足大部分融合蛋白的正確折疊的要求。有人嘗試在融合蛋白間加入一段有疏水性和一定伸展性的較長肽鏈，如(Gly4Ser1)，目的是將兩者分開，以緩解相互干擾作用，并獲得了滿意的結果。但具體涉及到每種蛋白時，需具體分析。當我們構建融合蛋白時，應多選擇幾種融合方式，從中優(yōu)化出理想的連接方式。另外，大量研究表明連接肽的柔性和疏水性對不擾亂蛋白質的功能結構域是十分重要的。
遺憾的是，目前對于連接肽序列的設計還沒有可靠的選擇標準?，F在，大多數連接肽序列的設計和選擇仍主要依賴于直覺。盡管依賴于蛋白質的一級結構來預測其二級結構已經產生了重大的進步，但是我們對于序列和結構之間的關系的了解還是很有限的。
結構設計
構建融合蛋白的基本方法是將具有特定功能的天然或人工編碼的多肽序列模塊化，并使用基因編碼的DNA序列模板合成，隨后將第1個蛋白的終止密碼子刪除，再接上帶有終止密碼子的第2個蛋白基因，以實現兩個基因的共同表達。通過控制每一個功能肽模塊在整體蛋白材料中的確切位置和密度，人們便能夠根據實際需要改變融合蛋白的組成。
融合蛋白的設計大致分為基于重復結構、基于生長因子以及基于細胞粘附分子3類。第1類融合蛋白中最典型的是來源于彈性蛋白(Elastin-Like Polymers，ELPs)及絲素蛋白(Silk-Like Polymers，SLPs) 的融合蛋白。ELPs是一種由數個重復的氨基酸序列組成的細胞外基質蛋白，由兩種短肽段交替排列構成，主要包括VPGZG、VPGVG、APGVGV、VPGFGCGAG以及VPGG等5種。最著名的當屬VPGZG融合蛋白(Z可換為除了脯氨酸外任意氨基酸)。重復的VPGVG序列能夠使融合蛋白具有溫敏特性，將溫敏性ELP與化學、酶、物理等多種交聯方式的水凝膠結合起來能夠衍生出多種應用方式。ELPs主要由甘氨酸、丙氨酸和絲氨酸組成，極易形成反向平行的β－折疊片層結構，具有多樣側鏈化學修飾位點，良好的熱穩(wěn)定性和機械性能，在生物醫(yī)學上常用作手術縫合線，人工皮膚及軟骨修復材料。對于此類融合蛋白，只需通過調節(jié)其氨基酸序列和分子鏈長度，便能夠精確控制其對溫度、pH、離子強度的響應敏感性，從而實現可逆的溶解轉變。
臨床應用
1、DNA疫苗
目前，疫苗已經經歷了三代：第一代疫苗是用減毒或殺死的病原體來激活機體免疫系統；第二代疫苗是用生物技術和重組DNA技術研制的組分疫苗注射機體誘導免疫應答；第三代疫苗是直接注射基因重組的抗原基因來激活人體免疫系統，即DNA疫苗。
DNA疫苗與傳統疫苗相比有著明顯的優(yōu)勢，如易于生產，穩(wěn)定性強，成本低廉等，并可同時誘導體液與細胞免疫應答。
目前利用基因工程成功制成的多價重組抗體融合蛋白CYF196(國內尚未上市)就是一種DNA疫苗，它能有效防治下呼吸道感染和哮喘。因為CYF196對病毒的主要受體-位于呼吸道上皮中的細胞間黏附分子有高度親和力，對鼻病毒感染有較強的防御功能。
2、雙功能酶（多功能酶）
并且發(fā)現在這些新構建的融合蛋白中，蛋白的正確折疊以及各個酶的活性部位均未受到影響，與單個酶相比，融合蛋白的酶的比活力為50%-100%，對于催化連續(xù)反應的兩種或幾種酶，利用基因融合的方法構成的融合蛋白可產生“鄰近效應”（proximity effect）。
3、定向藥物
定向藥物一般由兩部分組成：一部分是藥物；另一部分是可以與病灶特異性結合的配基。通過融合蛋白技術將這兩部分融合在一起，即可構成一個具有獨特構象與功能的蛋白質。
4、基因表達
常見的幾種
免疫球蛋白（Ig）融合蛋白
免疫球蛋白融合蛋白是指在基因水平將目的基因同Ig部分片段基因相連，并在真核或原核細胞中表達出的具有上述兩部分結構域的重組蛋白。據目的蛋白與Ig不同片段相連，可將其分為二大類：一類為Fab(Fv)融合蛋白；另一類為Fc融合蛋白。
甲狀旁腺激素（PTH）融合蛋白
甲狀旁腺激素(Parathyroid Hormone，PTH)是由甲狀旁腺主細胞合成和分泌的一種單鏈多肽激素，成熟PTH含84個氨基酸殘基，分子量約為9500，是人體內調節(jié)鈣磷代謝及骨轉換的最為重要的激素之一。它主要通過作用于靶細胞膜上腺苷酸環(huán)化酶系統，增加胞漿內cAMP及焦磷酸鹽(PPi)的水平來發(fā)揮作用。
細胞因子重組融合蛋白
細胞因子重組融合蛋白是一類利用基因工程的方法將編碼細胞因子和其他有特定功能的蛋白分子基因序列連接并表達相應蛋白質融合產物。其結構特點為將細胞因子功能活性域與其他分子的活性域融合，各組分可發(fā)揮協同作用，使融合蛋白的生物學活性較各單體大大增強。
融合蛋白相關的文章
斯瓦爾巴群島（英語：The Svalbard archipelago）位于北極圈內，北冰洋上，在巴倫支海和格陵蘭海之間，南距挪威北海岸657千米，距離北極點1750千米，總面積達62248平方千米，由斯匹次卑爾根、東北地島、巴倫支和埃季四個島嶼及數十個小島組成。斯匹次卑爾根是斯瓦爾巴面積最大的島嶼，
小編整理：阿沙爾（伊拉克足球運動員）一般指阿德南·阿沙德，1987年10月4日出生于伊拉克，伊拉克職業(yè)足球運動員，場上司職前鋒，現效力于伊拉克國家隊、薩德足球俱樂部。阿沙爾伊拉克足球運動員阿沙爾，男，伊拉克足球運動員?；拘畔⒅形拿⑸碃枃晾诵詣e男職業(yè)信
西安市(英文名：Xian),中華人民共和國陜西省下轄地級市，是國家中心城市、副省級城市、全國特大城市，市政府位于未央區(qū)鳳城八路109號；西安位于黃河流域中部關中盆地，截至2022年年底，西安市下轄11個區(qū)、2個縣、7個國家級開發(fā)區(qū)，常住人口1299.59萬人?？偯娣e為10,752平方千米。西安總人口
蕈（拼音：xùn）樹（學名：Altingia chinensis (Champ. ex Benth.) Oliv. ex Hance）為蕈樹科（Altingiaceae）蕈樹屬（Altingia）常綠喬木，別名山鋰枝、阿丁楓等。蕈樹原產于中國長江流域以南的各地，越南也有分布，多生長在海拔400-16
劉慈欣談科幻《劉慈欣談科幻(第1輯)》有作者在創(chuàng)作科幻小說時的心路歷程，有作者對一些經典科幻作品的精彩書評、影評，還有一些對話與訪談，折射出作者作為一個科幻迷對科幻、對未來的看法，也展現出科幻作家獨特的浪漫主義情懷。
尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒寫！
作者
